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  • Lunedì 15 Giugno 2009 12:49
  • Ultimo aggiornamento Domenica 28 Giugno 2009 10:00
  • Scritto da David Guanciarossa

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Le onde quadre negli amplificatori

 

Nelle nostre prove degli amplificatori i nostri lettori avranno notato che facciamo riferimento alla risposta all'onda quadra.

Questo esame, pratico e rapido, consente di giudicare il comportamento dell'amplificatore alle varie frequenze e la sua reazione ai «transitori» .. .Permette inoltre di «vedere» l'effetto dei controlli di tono, dei vari filtri ed anche dell'equalizzazione dei vari ingressi.


onda quadra quadra ideale

L'onda quadra (fig. 1) è il diagramma di una .corrente o di una tensione che conserva un valore costante per un certo periodo di tempo e passa istantaneamente ad un altro valore costante per un pari periodo di tempo al termine del quale ritorna al primo valore ricominciando il ciclo.

In pratica, la forma dell'onda quadra non sarà mai perfetta, ma devierà alquanto dalla forma teorica assumendo un aspetto di cui segnaliamo i valori caratteristici (Fig. 2).


onda quadra quadra non perfetta

Per procedere all'esame occorrono un generatore di onde quadre ed un oscilloscopio. Il generatore va collegato ad un ingresso lineare, Tun., Aux, ecc., mentre l'ingresso dell'oscilloscopio viene alimentato da una resistenza adeguata messa fra i terminali dell'amplificatore previsti per gli altoparlanti.

L'intensità del segnale del generatore andrà regolata in modo da non saturare l'ingresso dell'amplificatore.
Anche se è auspicabile che il generatore crei onde quadre perfette, non è necessario che questo avvenga: basterà vedere come venga modificata dall'amplificatore l'onda immessa all'ingresso. Il grado di approssimazione, comunque, dovrà sempre essere superiore alla presumibile qualità dell'amplificatore in esame.

Analiticamente l'onda quadra è la risultante della somma di infinite onde sinusoidali le cui caratteristiche sono determinate dalla serie del Fourier. In parole povere, si tratta della somma di un'onda sinusoidale di frequenza e di ampiezza pari a quelli dell'ondra quadra, alla quale si sommano via via all'infinito, con crescente approssimazione del risultato, onde sinusoidali di intensità decrescente e di frequenza multipla dispari della fondamentale; e cioè: se l’onda quadra avrà frequenza F e intensità E, la prima frequenza sinusoidale avrà frequenza F e intensità E; la seconda avrà frequenza 3F e intensità 1/3 E; la terza componente avrà frequenza 5F e intensità 1/5 E, e cosi via secondo i numeri dispari. Via via che aggiungiamo le varie componenti, ci approssimiamo alla, forma quadra ideate. Le creste delle onde quadre vengono riprodotte abbastanza soddisfacentemente dalla frequenza fondamentale sinusoidale e da poche armoniche di ordine basso, mentre la rappresentazione accurata delle transizioni brusche, i tratti verticali dell'onda quadra, richiede la considerazione di un gran numero di componenti alle più alte frequenze.

Da quanto sopra, l'esame della forma dei tratti orizzontali darà il comportamento alle frequenze basse dell'amplificatore, mentre i tratti verticali, ed in particolare l'angolo di entrata orizzontale, saranno indicativi del comportamento dell'amplificatore alle frequenze alte ad ai «transitori» (brusche variazioni di intensità del segnale da amplificare).

Quando un amplificatore amplifica linearmente le frequenze basse, vedremo i tratti orizzontali dell'onda quadra, veramente orizzontali, mentre se ci sarà un'attenuazione i tratti saranno inclinati verso il basso; in caso invece di esaltazione delle frequenze basse vedremo che i tratti saranno inclinati verso l'alto. Con questo esame ci sarà possibile mettere in evidenza anche gli effetti del controllo dei bassi e del filtro antirombo.

Per la risposta ai transitori occorrerà fare attenzione al tempo di salita e alla sovraoscillazione. Il tempo di salita dovrà essere più breve possibile per avere la massima prontezza di risposta e la sovraoscillazione dovrà a sua volta essere meno ampia e più breve possibile perchè gli effetti di vibrazione nella risposta siano i meno marcati possibile.

La risposta alle frequenze alte sarà visibile dall'arrotondamento che sarà rivolto verso il basso se gli alti sono attenuati, rivolto verso l'alto se vi è una maggiore amplificazione delle frequenze alte. Dalla durata, ossia dalla sua estensione in senso orizzontale sarà possibile dedurre anche l'estensione della gamma delle frequenze alte riprodotte che sarà tanto maggiore, quanto più l'arrotondamento si avvicinerà alla forma delI'angolo retto. Anche qui è possibile mettere in evidenza l'effetto del controllo degli alti e del filtro antifruscio.

Pubblichiamo alcune foto prese di variazioni di forma dell'onda quadra con relativa interpretazione. Quando nelle «nostre prove» dovessero capitare dei casi particolarmente inconsueti, daremo la spiegazione nell'articolo stesso.


G. B.

onda quadra quadra varie situazioni

Foto 1 - Onda quadra di 1.000 Hz prodotta da un generatore.
Foto 2 - La stessa onda all'uscita di un ottimo amplificatore (controlli FLAT).
Foto 3 - Leggera attenuazione degli alti.
Foto 4 - Forte attenuazione degli alti.
Foto 5 - Alti esaltati
Foto 6 - Bassi leggermente attenuati.
Foto 7 - Bassi fortemente attenuati.
Foto 8 - Bassi esaltati.
Foto 9 - Medi attenuati.
Foto 10 - Medi esaltati.
Foto 11 - Scratch filter inserito.
Foto 12 - Rumble filter inserito.

 

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